О градуировке электронных вольтметров.

Из изложенного выше следует, что для измерения разных параметров напряжения сигнала применяют различные вольтметры, которые реагируют либо на пиковое, либо на средневыпрямленное, либо на среднеквадратическое значения напряжения измеряемого сигнала. Вид измеряемого параметра определяется типом применяемого в вольтметре преобразователя. При измерении пикового значения используют вольтметр с пиковым преобразователем, для измерения средневыпрямленного значения используют вольтметр с преобразователем средневыпрямленных значений, а для среднеквадратического значения используют вольтметр с квадратичным преобразователем. Тем не менее, шкалы большинства электронных вольтметров переменного тока градуируют, как правило, в среднеквадратических значениях напряжения гармонического сигнала (синусоидальной формы). В указанном случае только показания вольтметра с преобразователем среднеквадратического значения равны измеряемому параметру для любой формы измеряемого сигнала. Показания вольтметров с другими типами преобразователей определяются соотношением:

 

UVi = сгр i × Ux;

(7.11)

 

где U_Vi – показание соответствующего вольтметра; с_{гр i} – градуировочный коэффициент этого вольтметра; U_x – параметр напряжения, на который реагирует этот вольтметр. Следовательно, U_x можно определить

.

(7.12)

 

 

В таблице 7.2 приведены значения градуировочных коэффициентов для наиболее распространённых видов градуировки электронных вольтметров.

Для вольтметров с открытым входом показание вольтметров определяют:

1) U_V1 = с_гр1 × U; 2) U_V2 = с_гр2 × U_ср.в; 3) U_V3 = с_гр3 × U_m; 4) U_V4 = с_гр4 × U_m.

Для вольтметров с закрытым входом:

1) U_V1 = с_гр1 × ; 2) U_V2 = с_гр2 × ; 3) U_V3 = с_гр3 × ; 4) U_V4 = с_гр4 × .

Таким образом, чтобы определить значение параметра, который измеряет данный вольтметр, необходимо о нём знать:

1) тип преобразователя;

2) вид градуировки;

3) вид входа.

Таблица 7.2

Значения градуировочных коэффициентов для некоторых видов градуировки электронных вольтметров

№ п/п	Тип преобразователя	Показание вольтметра прямопропорционально параметру напряжения сигнала произвольной формы	Наиболее часто встречающаяся градуировка	Градуировочный коэффициент Cгр i
	Среднеквадратических значений	Средне-квадратическому	В среднеквадра- тических значениях гармонического (синусоидального) сигнала
	Средневыпрямлен- ных значений	Средневыпрямленному
	Пиковых значений	Пиковому
	В пиковых значениях

Методическая погрешность.

При измерении напряжения вольтметр подключают параллельно к исследуемой цепи. Если вольтметр имеет бесконечно большое входное сопротивление, то режим работы исследуемой цепи не нарушается и показание вольтметра будет верно отражать параметры напряжения исследуемой цепи. Реальные вольтметры имеют конечное значение входного сопротивления Z _V, поэтому показание реального вольтметра будет отличаться от идеального.

Разница между показаниями реального и идеального вольтметров является методической погрешностью измерения напряжения вольтметром. На рисунке 7.5 приведена эквивалентная схема измерения напряжения реальным вольтметром V.

Исследуемая цепь представлена эквивалентным источником с внутренним сопротивлением Z _i и ЭДС Е.

У идеального вольтметра Z _V ® ¥. В этом случае показание вольтметра равно ЭДС источника Е.

Показание реального вольтметра U_V равно модулю падения напряжения на сопротивлении Z _V

.

(7.13)

Отсюда можно найти методическую погрешность измерения напряжения:

DE = UV - E.

(7.14)

Методическая погрешность может быть как положительной, так и отрицательной, так как Z _i может носить индуктивный характер, а Z_V – емкостной, поэтому на высокой частоте возможен резонанс и тогда U_V > Е.

Относительная методическая погрешность:

.

(7.15)